苜蓿根瘤菌产生铁载体的研究
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苜蓿种子内生根瘤菌筛选及其促生能力研究苜蓿作为一种重要的豆科牧草,具有优良的生态效益和经济价值。
然而,苜蓿在自然条件下对氮的吸收利用率较低,导致其生长发育受限。
为了提高苜蓿的氮素利用效率,许多研究探索了利用内生根瘤菌来促进苜蓿生长发育的方法。
内生根瘤菌是一类与豆科植物共生的细菌,能够与豆科植物根系中的根瘤细胞发生特殊的共生关系。
在共生过程中,内生根瘤菌能够通过固氮作用将大气中的氮转化为植物可利用的形态,从而为植物提供充足的氮源。
因此,筛选并利用具有较高固氮能力的内生根瘤菌,对于提高苜蓿的生长发育具有重要意义。
为了筛选获得具有良好固氮能力的内生根瘤菌菌株,本研究采用了苜蓿的种子为菌源进行了一系列的实验。
首先,我们采集了苜蓿植株根系中的根瘤样本,并将其分离出不同的内生根瘤菌菌株。
然后,我们根据这些菌株的形态特征和生理生化性质进行了初步鉴定,筛选出具有固氮潜力的菌株。
接下来,我们利用标准化的固氮实验方法,评估了这些菌株的固氮能力,并选出了固氮能力最强的菌株。
在固氮能力较强的菌株中,我们进一步研究了这些菌株对苜蓿生长发育的促进作用。
实验结果表明,与未接种内生根瘤菌的苜蓿相比,接种了具有较高固氮能力的根瘤菌菌株的苜蓿植株的生长状况更好。
接种后,苜蓿植株的根系生物量和叶绿素含量均显著增加,叶面积和茎干重也有所提高。
此外,接种内生根瘤菌的苜蓿植株氮素的吸收利用率较高,较少流失到土壤中,从而减少了对外源氮肥的需求。
这些结果说明,筛选并利用具有较高固氮能力的内生根瘤菌可以有效促进苜蓿的生长发育,并提高氮素利用效率。
通过本研究,我们不仅筛选出了苜蓿内生根瘤菌菌株,并证实了其良好的固氮能力,还发现了接种内生根瘤菌对苜蓿生长发育的促进作用。
这为进一步研究和应用内生根瘤菌促进苜蓿产量的方法提供了科学依据。
虽然本研究结果在实验室条件下获得,但为了最大程度地发挥内生根瘤菌的促生能力,还需要进一步开展大田试验和实际应用研究。
希望通过我们的努力,能够为苜蓿种植业的发展和生态环境的改善做出一定的贡献综上所述,本研究通过初步鉴定和固氮实验方法,筛选出具有较高固氮能力的内生根瘤菌菌株,并验证了接种这些菌株对苜蓿生长发育的促进作用。
紫花苜蓿根瘤菌的鉴定及其与土壤理化性质相关性分析紫花苜蓿(Trifolium pratense L.)是一种广泛种植的牧草和绿肥植物,其与根瘤菌的共生对土壤氮素固定和植物生长发育有重要影响。
本文旨在利用分子生物学技术对紫花苜蓿根瘤菌进行鉴定,并分析其与土壤理化性质之间的相关性。
为了确定根瘤菌的菌株类型,我们自农田土壤中分离紫花苜蓿根部的根瘤样品,并使用无菌技术将根瘤菌分离培养。
然后,从分离培养的纯株中提取细菌基因组DNA,并使用通用引物扩增16S rRNA基因,得到了长度为约1.5 kb的DNA片段。
通过测序并与NCBI数据库进行比对,我们得到了根据16S rRNA基因序列确定的根瘤菌的物种分类。
通过对多个菌株基因序列比对和系统发育分析,我们发现分离株中主要存在于根瘤菌属(Rhizobium)和致病根瘤菌属(Agrobacterium)中的不同物种。
其中,绝大部分菌株属于根瘤菌属,与已报道的Rhizobium leguminosarum和Rhizobium trifolii最为相似。
而少数菌株属于致病根瘤菌属,与已报道的Agrobacterium radiobacter和Agrobacterium tumefaciens最为相似。
这些结果表明,紫花苜蓿与多种根瘤菌共生,其中优势菌株属于Rhizobium属。
然后,我们收集了不同地点的土壤样品,并分析了其理化性质,包括土壤pH值、有机质含量和速效氮含量。
通过与紫花苜蓿根瘤菌的鉴定结果进行对比分析,我们发现不同根瘤菌物种与土壤理化性质之间存在一定的相关性。
首先,我们发现根瘤菌的物种组成与土壤pH值密切相关。
在土壤pH值较高(6.5-7.5)的地区,多数菌株属于Rhizobium属;而在土壤pH值较低(5.0-6.0)的地区,少数菌株属于Agrobacterium属。
这与已有研究结果一致,表明不同根瘤菌物种对土壤pH值有不同的适应性。
其次,我们发现根瘤菌的物种组成与土壤有机质含量密切相关。
苜蓿根瘤菌的筛选与利用研究植物与微生物之间的共生关系在农业生产中具有重要的意义。
苜蓿根瘤菌是一种对苜蓿植物有益的细菌,能够与苜蓿建立根瘤共生,为其提供固氮能力。
苜蓿根瘤菌的筛选与利用研究着眼于发现优良的根瘤菌菌种,以提高苜蓿的氮肥利用率、减少化肥施用量,进而提高农业生产的可持续性。
在苜蓿根瘤菌的筛选中,常用的方法是通过实地调查和分离培养来收集不同土壤样品中的根瘤菌。
选择合适的寄主植物苜蓿,培养苜蓿植株并进行根瘤菌的接种,然后收集根瘤样本,经分离、纯化、鉴定,得到不同的根瘤菌菌株。
在筛选过程中,常常通过形态学观察、生理生化特征、分子生物学方法等对根瘤菌进行鉴定和分类。
通过这些研究,可以及时发现新的根瘤菌种类,并对其特性进行评估。
苜蓿根瘤菌的利用研究主要集中在两方面:固氮能力的利用和对其他农作物的促生作用。
首先,苜蓿根瘤菌的固氮能力使其成为一种重要的土壤微生物资源。
苜蓿植物通过与根瘤菌共生,将空气中的氮转化为植物可吸收的氨态氮,提供了一种有效的氮肥来源。
使用根瘤菌接种苜蓿植株可以显著提高其固氮能力,减少化肥的使用。
此外,根瘤菌还能改善土壤结构,增加土壤有机质含量,提高土壤的肥力和水分保持能力。
其次,苜蓿根瘤菌的研究还发现它对其他农作物的生长具有促进作用。
根瘤菌产生的生长激素和其他促进植物生长的物质能够促进农作物的根系发育,增加养分吸收能力,提高植物的抗逆能力。
通过将根瘤菌应用于其他农作物的栽培中,可以达到减少化肥的施用、提高农作物产量和品质的目的。
在苜蓿根瘤菌的利用方面,研究人员还探索了一些新的方法和技术。
例如,利用基因工程技术对根瘤菌进行功能基因的筛选和改造,以提高其固氮效率和生物肥效;利用土壤微生物组的分析和植物基因组的研究,发现与苜蓿根瘤菌共生的其他有益微生物,如生产植物生长激素的细菌、溶解磷酸盐的菌等,为筛选和利用根瘤菌提供了新的思路和方法。
尽管苜蓿根瘤菌的筛选与利用研究在农业生产中具有巨大潜力,但也面临一些挑战。
苜蓿根瘤形成与根瘤菌的共生关系研究引言:在自然界中,许多植物与微生物之间建立了一种特殊的共生关系,其中一个典型的例子就是苜蓿根瘤与根瘤菌之间的共生关系。
苜蓿是一种重要的豆科牧草,其根瘤中共生着特定的根瘤菌,这些根瘤菌能够与苜蓿根部形成瘤肿结构,并与植物进行氮素固定。
本文将围绕着苜蓿根瘤形成与根瘤菌的共生关系展开研究和讨论。
一、苜蓿根瘤的形成过程苜蓿根瘤的形成是一个复杂的过程,在这个过程中,植物与微生物之间发生一系列互利共生的反应。
首先,苜蓿释放出诱导物质,吸引根瘤菌感知并落在苜蓿根表面。
根瘤菌通过感知到这些化感物质,开始积累在苜蓿根部的毛细管附近,并引发分裂和生长。
根瘤菌进一步进入植物根部,并在根部内形成根瘤的结构。
在这个过程中,根瘤菌分泌纤毛素、多糖酶等物质,促进苜蓿细胞的分裂和植物激素合成,从而形成根瘤。
二、根瘤菌的固氮能力当前研究表明,根瘤菌与植物共生的最大好处之一就是其固氮能力。
根瘤菌中存在一个特殊的酶——钯氢酶,它能够将空气中的氮气转化为植物可利用的氨氮。
根瘤菌能够使用苜蓿提供的有机物作为能源,进行钯氢酶的合成,并同时释放固氮酶。
固氮酶能将氮气还原为氨,进而为苜蓿供应足够的氮元素。
这种固氮能力对苜蓿生长和发育具有重要的促进作用,为苜蓿提供了可持续发展的氮源。
三、共生关系中的信号传递苜蓿与根瘤菌之间的共生关系建立在复杂而精确的信号传递网络上。
植物释放的根瘤反应诱导因子能够吸引根瘤菌的趋化行为,推动它们向植物根部运动。
根瘤菌分泌的信号分子则能够诱导苜蓿细胞的分裂和细胞壁重塑,从而形成根瘤。
值得注意的是,植物对于根瘤菌感染也具有一定的选择性,只有特定的根瘤菌能够与特定的植物建立共生关系。
这一选择性在共生关系的形成中起到了重要的作用。
四、影响苜蓿根瘤形成的因素苜蓿根瘤形成与根瘤菌的共生关系受到许多因素的影响。
养分供应是一个重要的因素,苜蓿需要充足的磷、钾、钙等营养物质来保证根瘤的生长和发育。
此外,土壤中pH值、温度以及氮素含量也会对苜蓿根瘤形成产生影响。
龙源期刊网 提高苜蓿产量的金点子——根瘤菌拌种作者:郭虹来源:《科学导报》2017年第76期繁峙县属温带大陆性气候,地理位置独特,健康养殖已成为繁峙县牧业增效、农民增收的主要途径。
由于退耕还林、退耕还草等项目的实施,苜蓿种植面积与日剧增,为了提高牧草产量,增加经济效益,我们经过试验示范,成功推广了根瘤菌拌种法,极大地提高了苜蓿产量和产值,为全县畜牧业持续稳定发展作出了贡献。
一、根瘤菌拌种的有效作用根瘤菌是一种有益微生物,通常存在于土壤中,豆科牧草出生第一片叶子时,根部会分泌出一种化合物,把根瘤菌从土壤中吸引并聚集到根部周围,而后通过根毛尖端进入根内生长繁殖。
此时,因根部受到刺激,根细胞就发生不正常的加速分裂而形成根瘤。
根瘤菌在瘤内利用豆科草光合作用制造的碳水化合物供作养料,同时又能固定空气中的游离氮,制造氮化物以供给植物生长的需要。
由此看来,第一次种植豆科牧草(包括豆科作物)的土壤,尤其肥力薄瘠的土壤,为了有利于作物的生长,播种时对其种子实施根瘤菌拌种十分重要。
二、根瘤菌拌种的技术要点1.干瘤拌种法在苜蓿开花盛期(正是牧草与根瘤菌共生互利关系发展到高峰时期)选生长发育健壮的植株,将其根部轻轻挖起,去土洗净,切去上部分的茎叶,将根部置于避风、阴暗、凉爽处自行阴干。
播种时,取出干根,粉碎后进行拌种,用量约是每668平方米种子量用5株干根的粉碎物。
2.鲜瘤拌种法先取果园肥土250克,适量草木灰(如遇黏土时再加少许细沙)混匀后,消毒(蒸)30~60分钟,晾干备用。
再选30个根瘤破碎,加入适量冷开水,制成菌液,然后与上述混合土拌匀,即成菌剂。
播种时,每668平方米种子量拌和20克菌剂。
3.直接拌种法取种过同类豆科牧草田内的湿土与种子直接混合拌种。
每667平方米种子量需用湿土25~50公斤。
三、经济效益分析我们分别在全县6个乡镇推广此项技术,平均亩产达到5284.3公斤,较对照田增产296.5公斤,增产率达到5.94%,仅此全县1.56万亩苜蓿增加产量46万公斤,增加产值近100万元。
紫花苜蓿(Medicago sativa)高效根瘤菌菌剂研究作者:杨瑾瑾王宏伟刘朋飞来源:《安徽农业科学》2020年第12期摘要基于已获得高效紫花苜蓿根瘤菌菌株的基础上,以生产紫花苜蓿根瘤菌的固体粉剂和液体菌剂为研究对象,分别对生产菌剂所需的载体和添加剂、菌剂保存所需的菌剂含水量及保存温度进行研究。
结果表明,生产固体菌剂的最佳载体为含水量10%的高岭土,添加剂为1.0%的PVP,保存溫度为4 ℃;液体菌剂的添加剂为共同添加1.0%海藻糖、5.0%PVP和10.0%蔗糖最佳。
后经过结瘤试验验证,2种剂型都可促使紫花苜蓿高效结瘤,结瘤率达到更高,为95%;紫花苜蓿种子经过消毒处理较对照可使单株结瘤量提高72.4%。
通过菌剂接种紫花苜蓿的田间试验产量统计,发现施加液体菌剂和固体菌剂,紫花苜蓿产量较对照分别提高21.9%和24.2%,结瘤率分别提高66.7%和67.1%,说明该研究获得的紫花苜蓿根瘤菌菌剂具有较好的田间增产效果。
关键词根瘤菌;紫花苜蓿;剂型;载体;添加剂Abstract Based on the highefficiency rhizobium strains of Medicago sativa,taking solid powder and liquid bacteria for the production of alfalfa rhizobium as research objects,the carrier,additives,water content of the bacteria needed for the preservation of the bacteria and conserve temperature were studied respectively.The results showed that the best carrier for producing solid bacteria was kaolin with a water content of 10%,the addition of 1.0% PVP,and the 4 ℃ storage temperature;while the addition of 1.0% trehalose,5.0% PVP with ,10.0% sucrose was better for liquid inoculum.After nodulation test verification,both inoculums of rhizobia fertilizer could promote the nodulation rate of the plant,up to 95% in laboratory,in addition,the individual plants increase by 72.4% with sterilized alfalfa seeds inoculating.According to the field test yield statistics of inoculating Medicago sativa with the inoculum,it was found that the yield of Medicago sativa was increased by 21.9% and 24.2%,respectively,compared with the control,and the nodulation rate increased by 66.7% and 67.1%,this confirmed that rhizobia agent of Medicago sativa obtained by this study have efficient yield in farming production.Key words Rhizobium;Medicago sativa;Inoculant;Carrier;Additives紫花苜蓿(Medicago sativa)是豆科多年生草本植物,根系发达,枝叶茂密,含有丰富的粗蛋白质等营养物质,是一种优良的饲用作物[1]。
《紫花苜蓿钙铁锌营养形成的机理研究》篇一一、引言紫花苜蓿是一种多年生草本植物,在全球范围内广泛应用于家畜的饲料作物和园艺产业中。
该植物在土壤改善和生态系统稳定等方面也有重要贡献。
除了其作为优质饲料的营养价值外,紫花苜蓿还富含钙、铁、锌等微量元素,对人类和动物的健康具有重要意义。
本文旨在研究紫花苜蓿中钙、铁、锌等营养元素的形成机理,以期为紫花苜蓿的合理利用和开发提供理论依据。
二、紫花苜蓿的营养价值紫花苜蓿的营养价值主要体现在其丰富的蛋白质、矿物质和维生素等方面。
其中,钙、铁、锌等微量元素对人类和动物的生长发育、免疫功能、神经系统等具有重要作用。
因此,研究紫花苜蓿中这些营养元素的形成机理,对于提高其营养价值和利用效率具有重要意义。
三、钙的形成机理紫花苜蓿中的钙主要来源于土壤中的钙离子。
在植物生长过程中,通过根系吸收土壤中的钙离子,经过一系列的生理生化反应,最终在植物体内形成钙盐和有机钙等形态。
这些形态的钙元素对于维持植物细胞的正常功能和代谢具有重要作用。
此外,植物叶片的光合作用和蒸腾作用也会影响钙的吸收和分布。
四、铁的形成机理紫花苜蓿中的铁元素主要以铁离子的形式存在。
植物通过根系从土壤中吸收铁离子,并在体内进行一系列的还原反应,最终以铁蛋白的形式存在于细胞内。
铁元素在植物体内参与多种生化反应,如光合作用、呼吸作用等,对植物的生长发育具有重要意义。
此外,紫花苜蓿的细胞壁结构也可能影响铁元素的吸收和分布。
五、锌的形成机理锌元素是紫花苜蓿中另一种重要的微量元素。
植物通过根系从土壤中吸收锌离子,并在体内进行一系列的转运和代谢过程,最终以有机锌的形式存在于细胞内。
锌元素在植物体内参与多种酶的合成和活性调节,对植物的生长发育、光合作用等具有重要作用。
此外,紫花苜蓿的遗传特性也可能影响锌元素的吸收和分布。
六、研究方法及实验结果为了研究紫花苜蓿中钙、铁、锌等营养元素的形成机理,我们采用了多种研究方法,包括文献调研、田间试验、细胞生物学实验等。
《紫花苜蓿钙铁锌营养形成的机理研究》篇一一、引言紫花苜蓿,作为一种重要的牧草作物,其营养价值备受关注。
其中,钙、铁、锌等微量元素在紫花苜蓿中的形成与积累机制,对于提高其营养品质和科学种植具有重要指导意义。
本文旨在探讨紫花苜蓿中钙、铁、锌等营养元素的形成机理,以期为相关研究提供理论支持。
二、紫花苜蓿的生物学特性紫花苜蓿是一种多年生草本植物,具有强大的根系和较高的生物量。
其生长过程中,通过光合作用等生理过程,将阳光、水分和土壤中的养分转化为自身的营养物质。
这些营养物质包括大量的蛋白质、碳水化合物、脂肪以及微量元素等。
三、钙在紫花苜蓿中的形成机理钙是紫花苜蓿中的重要营养元素之一,对于提高牧草的品质和抗逆性具有重要作用。
钙主要来源于土壤,通过根系的吸收和转运,进入植物体内。
在紫花苜蓿中,钙主要存在于细胞壁和细胞质中,参与细胞的结构组成和生理代谢。
钙的形成机理主要包括根系吸收、转运、分配和沉淀等过程。
四、铁在紫花苜蓿中的形成机理铁是紫花苜蓿中的必需微量元素之一,参与植物的光合作用和呼吸作用等生理过程。
铁主要存在于植物的叶绿体中,参与氧的传递和电子的传递等过程。
紫花苜蓿中的铁主要通过根系从土壤中吸收,然后通过木质部运输到植物体各部位。
在形成过程中,铁与蛋白质结合形成铁蛋白,参与植物的生长和代谢。
五、锌在紫花苜蓿中的形成机理锌是紫花苜蓿中的另一种重要微量元素,对于植物的生长发育和代谢具有重要作用。
锌主要参与植物的酶促反应和基因表达等过程。
在紫花苜蓿中,锌的形成机理与铁类似,主要通过根系从土壤中吸收,然后通过木质部运输到植物体各部位。
锌与蛋白质结合形成锌蛋白,参与植物的生长和代谢过程。
六、营养形成的调控机制紫花苜蓿中钙、铁、锌等营养元素的形成受多种因素调控。
首先,土壤中的养分含量和比例对紫花苜蓿吸收这些元素具有重要影响。
其次,植物自身的生理代谢过程也会影响营养元素的形成和积累。
此外,环境因素如光照、温度、水分等也会对营养元素的形成产生影响。
根瘤菌在苜蓿植株体内的运移及影响因素根瘤菌在苜蓿植株体内的运移及影响因素摘要:根瘤菌是一类与植物共生的微生物,可以与苜蓿等豆科植物形成根瘤,在植物体内固氮,为植物提供氮源。
根瘤菌的能力和效率是影响植物固氮效果的重要因素。
本文通过综述根瘤菌在苜蓿植株体内的运移和影响因素,对苜蓿固氮机制进行探讨。
关键词:根瘤菌;苜蓿;运移;影响因素一、引言根瘤菌是一类植物共生微生物,与豆科植物形成共生关系。
它们能够与苜蓿等植物的根系结合,并在根瘤内固定大气中的氮气,将其转化为植物可利用的氨氮,为植物提供氮源。
然而,根瘤菌在植物体内的运移过程和影响因素对于苜蓿固氮效果的影响尚不明确。
二、根瘤菌在苜蓿植株体内的运移根瘤菌在苜蓿植株体内的运移是一个复杂的过程。
一方面,根瘤菌可以通过感染植株的根毛进入植物组织。
根毛是植株营养吸收的重要器官,由于其表面积大、吸收能力强,成为根瘤菌入侵的主要途径。
同时,根瘤菌也可以通过植株的伤口进入,例如由于根的剪裁、病虫害等原因导致的伤害。
另一方面,根瘤菌还可以通过植物内部组织之间的连接,如维管束、毛细管等,实现在植物体内的运移。
根瘤菌的运移过程受到多种因素的影响,下面将进行讨论。
三、根瘤菌在苜蓿植株体内运移的影响因素1.根瘤菌的数量和效率根瘤菌的数量和效率是影响其在植株体内运移的重要因素。
根瘤菌数量的多少直接影响了感染植株的成功率和根瘤的形成。
根瘤的数量越多,根瘤菌在植株体内的分布就越广泛。
同时,根瘤菌的效率也是影响其在植株体内运移的关键因素。
根瘤菌通过固氮过程中产生的氨氮可以通过植物的根系和维管束系统进行运输,并通过毛细管作用等机制在植株体内进行分配。
因此,根瘤菌的数量和效率对于其在植株体内的运移过程具有重要影响。
2.植物根系的形态和结构植物根系的形态和结构对于根瘤菌在植株体内的运移过程也起着重要影响。
根系的分枝和根尖的性状会影响根瘤菌进入植物根部的途径和速率。
根系分枝越多,根面积越大,越有利于根瘤菌的进入。
苜蓿的根瘤形成和固氮机制苜蓿(学名:Medicago sativa)是一种重要的牧草和土壤改良植物,其根瘤形成和固氮机制对植物的生长和环境的氮循环具有重要意义。
本文将探讨苜蓿根瘤的形成过程以及其中的固氮机制。
根瘤是一种植物根系上的与根共生微生物(根瘤菌)共同形成的结构,它是植物与根瘤菌之间密切共生的结果。
苜蓿根瘤的形成过程可以简要描述为以下几个步骤:吸附、感染、侵入和颗粒形成。
首先,苜蓿的根部会释放出一种称为化感物质的化合物,这些物质具有吸引根瘤菌的能力,使其向根部靠近。
当根瘤菌与苜蓿根系接触后,它们会感应并吸附在根毛上。
接下来,根瘤菌通过释放一些信号分子(nod因子)来感染和感应苜蓿的根毛细胞。
这些nod因子能够诱导根毛发育,并使其形成曲线状结构,从而促进与根瘤菌的亲密接触。
根瘤菌在感染根毛细胞后,会侵入植物内部,并进入植物根的皮层细胞。
在这个过程中,根瘤菌释放出一些特殊的酶,帮助它们穿过细胞壁并进入细胞质。
根瘤菌进入细胞质后,开始进行分裂和繁殖,最终形成根瘤。
根瘤菌在根瘤内部转化为一种特殊的细胞形态,称为固氮细胞。
这些固氮细胞具有一种特殊的酶,称为固氮酶,它能够将大气中的氮气(N2)转化为植物可利用的氨(NH3)。
这个固氮过程对苜蓿来说尤为重要,因为它能使苜蓿从大气中固定氮气,供给植物合成蛋白质和其他关键分子。
固氮是植物生长过程中必不可少的步骤,因为氮元素是植物体内的关键组成部分。
大部分植物无法直接利用大气中的氮气,而固氮细菌通过固氮过程,将氮气转化为植物可吸收和利用的形态,为植物提供了重要的营养。
苜蓿的根瘤固氮机制不仅对植物有益,还对土壤的氮循环和可持续农业发展具有重要作用。
当苜蓿根瘤菌固氮时,它们能够释放出大量的氨,这将导致土壤中氮含量增加。
同时,苜蓿的根系和根瘤能够增加土壤的有机质含量,改善土壤结构和质地。
此外,苜蓿的根瘤还可以与其他微生物发生协同关系,促进土壤中其他营养元素的循环,提高土壤的肥力。
《紫花苜蓿钙铁锌营养形成的机理研究》篇一一、引言紫花苜蓿,作为一种常见的豆科植物,不仅具有良好的固氮功能,同时也含有丰富的营养元素。
本文重点探究了紫花苜蓿中钙、铁、锌等微量元素形成的机理。
分析紫花苜蓿的生物学特性及其对钙、铁、锌等营养元素的吸收、转运和积累过程,旨在为紫花苜蓿的合理利用和开发提供理论依据。
二、紫花苜蓿的生物学特性紫花苜蓿是一种多年生草本植物,具有强大的固氮能力。
它生长迅速,能够有效地改良土壤环境,对气候、土壤条件等有较强的适应性。
这些特性使紫花苜蓿在国内外广泛应用作饲料、牧草以及经济作物等。
三、钙元素的营养形成机理钙元素在紫花苜蓿中发挥着重要的作用,它主要来自于空气中的二氧化碳以及土壤中的矿物质。
在紫花苜蓿的根部,通过根部细胞膜上的钙离子通道,将土壤中的钙离子吸收到细胞内。
随后,钙离子通过植物体内的转运蛋白,被输送到叶片等部位。
在叶片中,通过光合作用等生物化学反应,将钙元素转化为有机钙,进而形成植物体中的钙元素。
四、铁元素的营养形成机理铁元素是紫花苜蓿中重要的微量元素之一。
在紫花苜蓿的根部,通过根部细胞膜上的铁离子转运蛋白,将土壤中的铁离子吸收到细胞内。
随后,铁离子被输送到叶片等部位,与有机物结合形成有机铁。
在植物体内,铁元素参与了多种生物化学反应,如光合作用、呼吸作用等。
五、锌元素的营养形成机理锌元素在紫花苜蓿的生长过程中也发挥着重要的作用。
与钙、铁元素类似,锌元素主要通过根部细胞膜上的转运蛋白被吸收到植物体内。
在叶片等部位,锌元素与有机物结合形成有机锌。
此外,锌元素还参与了植物体内多种酶的合成和活性调节。
六、结论通过对紫花苜蓿中钙、铁、锌等营养元素的吸收、转运和积累过程的研究,我们发现这些元素在植物体内的形成机理具有一定的共性。
首先,它们都通过根部细胞膜上的转运蛋白被吸收到植物体内;其次,它们在植物体内被输送到各个部位,与有机物结合形成相应的有机元素;最后,这些元素参与了植物体内的多种生物化学反应,对紫花苜蓿的生长和发育具有重要作用。
苜蓿与微生物相互作用的研究引言:苜蓿(Trifolium pratense)是一种广泛种植的草本植物,被广泛用作饲料和土壤改良剂。
它具有与微生物的相互作用,这对促进苜蓿生长和提高其农业效益至关重要。
本文旨在探讨苜蓿与微生物之间的相互作用,包括共生关系、益生菌应用、菌根共生等方面的研究进展。
1. 苜蓿-根瘤菌共生关系的研究:根瘤菌(Rhizobia)与苜蓿之间的共生关系已经被广泛研究。
这些根瘤菌能够与苜蓿根部形成根瘤结构,提供植物所需的固氮菌,从而增加氮素的供应。
该类共生关系在农业生产中具有重要的应用价值,可以减少化肥使用,降低环境污染。
科学家们通过分析根瘤菌的种类、数量和其与苜蓿根部的相互作用方式,进一步揭示了这种关系的机制。
2. 微生物在苜蓿生长中的促进作用:除了根瘤菌,其他微生物如植物生长促进剂、叶片内共生菌等也对苜蓿生长起到积极的促进作用。
这些微生物通过多种机制,如激活植物的内源激素合成、促进养分吸收等,增强了苜蓿的生长能力。
近年来,科学家们利用基因组学和代谢组学等现代技术手段,对这些促进作用的机制进行了深入研究,为进一步提高苜蓿的农业生产力提供了理论基础。
3. 益生菌在苜蓿栽培中的应用:益生菌在农业生产中具有广泛的应用前景,其在苜蓿栽培中的应用研究也逐渐增多。
通过种子涂覆或土壤施用的方式,将益生菌引入苜蓿系统,可以提高苜蓿的生长速度、耐旱抗逆性以及产量。
益生菌通过改善土壤环境、抑制病原微生物生长等方式,有效保护了苜蓿的根系和地上部分。
这种方式不仅能够提高苜蓿的农业效益,还具有环境友好性和可持续性的特点。
4. 菌根共生对苜蓿生长的影响:菌根共生是指植物根系与菌根真菌形成的一种密切共生关系。
菌根真菌通过与苜蓿根系结合,形成菌根结构,增加了苜蓿对养分的吸收能力。
然而,菌根共生关系的研究在苜蓿方面相对较少。
未来的研究可以通过分析不同类型的菌根真菌与苜蓿根系的相互作用,以及其对苜蓿生长和产量的影响,来揭示菌根共生对苜蓿的作用机制。
本科毕业论文论文题目苜蓿根瘤菌产生铁载体的研究学院草业学院专业草业科学毕业届别2010届姓名杨鹏指导教师刘建荣职称讲师甘肃农业大学教务处制二O一O年六月苜蓿根瘤菌产生铁载体的研究杨鹏(甘肃农业大学草业学院,兰州730070)摘要:铁载体的检测已成为筛选植物根圈促生细菌(PGPR)的一个重要内容。
本文通过对供试的苜蓿根瘤菌的CAS定性检测,结果表明只有一株根瘤菌出现了桔黄色的晕圈,表现了产生铁载体的能力,其余菌株未表现此特性。
关键字:苜蓿根瘤菌;铁载体;铁是生命的基本物质。
不论是动、植物还是微生物,均需含铁蛋白来参与呼吸等一系列生理活动。
尽管地球表面矿物含铁丰富,但土壤中能够直接为植物和微生物利用的铁却不多。
土壤中铁主要以三价铁(Fe3+)状态存在,在pH值为7.4时其溶解度为10-18mol/L,此浓度下的铁一般无法满足土壤微生物繁衍和植物生长发育的需要。
然而,某些细菌和植物分泌一种专门结合铁的小分子蛋白(siderophores)可从土壤中收集铁,这种物质被称之为铁载体。
铁载体(siderophore)是微生物产生的一种对Fe3+具有超强络合力的低分子量有机化合物,多为八面体构型。
其生物合成受外界Fe3+含量影响,可在细胞内进行精细调节。
其功能是向微生物细胞提供铁素养分。
不同类微生物产生的铁载体主要基团基本相同,均为异羟肟酸(hydroxamic acid)或邻苯二酸(catecholate)的衍生物[l1]。
铁一旦与铁载体相结合则形成可溶性铁嗜铁素复合体,并可通过植物和微生物细胞膜的特殊通道进入生物体内。
氧化铁在体内还原后被释放并参与生物代谢活动。
产生的铁载体被认为是植物促生菌最主要的直接和间接促进植物生长的有效途径之一。
铁载体产量丰富的一些根圈细菌在与不能产生铁载体或铁载体产量很小的有害微生物(如根部病原菌)竞争铁素养分时将占有优势,进而抑制有害微生物在根圈的生长与繁殖并表现出生防作用[8]。
微生物铁载体在植物根圈的大量沉积也有利于植物铁素营养的改善,在石灰性土壤中这种效果尤为明显因此[9],铁载体的检测已成为筛选植物根圈促生细菌(即PGPR)的一个重要内容。
关于微生物铁载体的检测、分离、应用及其生物合成基因的定位与克隆,国外已有大量报道。
铁载体也已成为土壤微生物学、植物营养学与植物病理学研究的共同对象。
本研究对实验室保存的苜蓿根瘤菌菌株是否产生铁载体进行测定,为其在非豆科植物促生作用方面的应用做一初步探索。
1.材料与方法1.1材料供试菌株分离自兰州的苜蓿根瘤菌菌株L3a;L7a;L9a。
1.2培养基YMA培养基取K2HP04 0.25g,MgSO4 0.1g, NaCI 0.05g, 甘露醇5g,酵母粉0.5g和500ml的蒸馏水于三角瓶中,用玻璃棒搅拌,混匀后用5% NaOH调节pH至7~7.2,再加入琼脂粉7.5g,包扎灭菌[2]后(121℃25分钟),置于50℃的水浴锅中待用。
1.3试验方法1.3.1 菌株的活化在无菌操作台上用接种环自各菌株的新鲜斜面上挑取菌苔在上述培养基划线接种,置于28℃的培养箱培养。
1.3.2 根瘤菌铁载体的定性检测取0.012gCAS溶于100ml的双蒸水中,并与2ml 1 mol·L-1Fecl3溶液混匀,得到溶液a.取0.015g HDTMA溶于8ml的双蒸水中,得到溶液b.将a溶液缓慢加入b液,充分混合后得染液c.将10×MM9盐溶液:(Na2HPO4: 30g; KH2HPO4 :1.5g ;Nacl :2.5 g; NHcl4 :5g;双蒸水:500ml)和哌嗪二乙醇磺酸6.04g加入有150ml的双蒸水的洁净三角瓶中,混匀后用50%的NaoH调节pH到6.8,并加入琼脂粉3.2g,并得到培养基d.将染液c, 培养基d和1m mol·L-1Cacl2, 1m mol·L-1 MgSO4·7H2O,20%的葡萄糖,10%的酪蛋白氨基酸。
分别灭菌(115℃,20min)后,置于50℃水浴锅保温待用。
分别量取上述0.2ml 1m mol·L-1Cacl2,4ml 1m mol·L-1 MgSO4·7H2O,6ml,10%的酪蛋白氨基酸及2ml 20%的葡萄糖,加入培养基d中再沿瓶壁加入染液c,充分混匀,(但勿产生气泡),即得蓝色定性检测培养基,然后按每皿30ml倾注于培养皿中,置于无菌操作台待用。
用接种环自各菌株的新鲜斜面上挑取菌苔在上述平板上划线接种,置28℃培养室培养,5天之后观察实验结果。
2.结果与分析铁载体的定性测定:国内外已经有大量的关于铁载体方面的的研究,本次实验根据Schwyn和Neiland提出的CAS检测法,对供试菌种进行检测,可以观察到在1株菌落周围有明显的桔黄色的透明晕圈。
加长培养时问,该晕圈变化不大。
因此,可断定产生桔黄色晕圈的拮抗菌在生长过程中分泌了一种对铁有较高亲和力的嗜铁类物质,这类物质称为铁载体。
试验中能产生嗜铁素的菌株及产生晕圈的状况如下:表1苜蓿根瘤菌的CAS[4]检测结果供试菌株产生晕圈状况L3a ++L7a *L9a*(注:++:现象明显+:有现象出现*:无现象)从表1可以看出,苜蓿的三种根瘤菌的平板检测结果有明显的差异:L3a产生铁载体的能力最佳(见图1),即与其他有害菌的竞争能力最强,该菌株表现出很强的抗病性,因而在生物防治方面有很大的利用价值。
而L7a、L9a没有出现预期结果。
图1 L3a产生橘黄色晕圈3.讨论随着植物土传病害的发生越来越频繁,如何防治已经成为一个备受人们关注的问题。
而近年来通过对植物根际促生菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)的深入研究和发展为解决这一难题展现了诱人的前景。
通过对根际促生菌的研究, PGPR菌剂在农业生产中已经取得了良好效果。
最早的应用是1972年Kerr等在澳大利亚试验用放射土壤杆菌(A.radio bacteriaK84)防治土壤杆菌(A.tumefa-ciens)引起的果树冠缨病获得成功。
依据实验结果,可以了解到苜蓿根瘤菌的部分菌株亦具有一定的分泌铁载体的能力,L3a的现象最为明显,与不能产生铁载体或铁载体产量很小的有害微生物(如根部病原菌)竞争铁素养分时将占有优势,进而抑制有害微生物在根圈的生长与繁殖并表现出生防作用。
对于发掘根瘤菌的生物防治功能方面做了有益的探索,可以将有抗性的菌株接种到植株上提高植物的抗病性,从一定程度上达到提高产量的功效。
尽管实验初步确定L3a能够产铁载体拮抗菌,但要真正在农业生产中推广应用,还需开展室内、室外防效等一系列研究,在此基础上进一步研究其最佳发酵条件及其生防机制,以便为病害的防治提供有益的生防菌剂。
根据国内外的报道,关于铁载体抗病性机制的研究,概括起来不外乎以下4方面:(1)铁竞争机制。
(2)抗生机制。
(3)诱导植物抗病性机制。
(4)其它机制尚没有提出,但有存在的可能性,这方面研究有待于去探索。
目前已经得到大多数人认同的是其铁竞争机制。
鉴于铁载体特殊防病功能,实验在拮抗试验的基础上进一步筛选铁载体产生菌,确保生防菌具有多功能性。
但筛选到的铁载体产生菌的防病机制尚有待于进一步研究。
另外,本研究只是对苜蓿根瘤菌产生铁载体做了定性测定,其产生铁载体的能力如何,还需进一步进行定量测定。
参考文献[1] 李阜棣,胡正嘉.微生物学[M].北京:中国农业出版社,2003,6(5):156-171[2] 王月华,华珠兰等.微生物实验报告[M].兰州:甘肃农业大学,1991.1[3] 王平,李阜棣,胡正嘉.小麦根圈细菌铁载体的检测[J].华中农业大学,1994,21(6)[4] 陈绍兴.细菌铁载体检测方法[J].红河学院学报,2005,3(6)[5] 陈晓斌,等.植物根围促生细菌(PGPR)作用机制的研究进展[J].微生物学杂志,2000,20(1):38-41.[6] 王平,等.小麦根圈细菌中PGPR的筛选及其初步鉴定[J].华中农业大学学报,1999,18(4):352-356.[7] 刘国奇,等.韭菜根际荧光假单胞菌株的分离和初步研究[J].微生物学通报,1999, 26( 3):189-192[8] Buyer J S, Lawrence J. Plant and Soil,1990, 129: 101-107.[9] Bar-Ness E, Chen Y, Hadar Y. Marschnet H, RomheldV. Plant and Soil. 1991. 130: 231-241.[10] Schwyn B, Neilands J B·AnalyticalBiochemistry, 1987,160: 47~56·[11] Leong J S. Ann Rev Phytopathol. 1986. 24: 187-209.[12] Bakker PAHM,Ran LX,PieterseCMJ,et al.2003.Understandingthe involvement of rhizobacteria-mediated induction of systemic re-sistance in biocontrol of plant diseases.Can JPlant Pathol,25:5~9Detetion of the Siderophores Produced by LucerneRhizobiumYang Peng(College of Grassland Science, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070)Abstract: Through the examination for 3 kinds of rhizobia CAS qualitative detection, only the L3a rhizobia appeared orange halo, showing the ability to produce siderophore.In which, L3a have strongest ability to secrete siderophores, the remaining seven did not show this feature.Key words: rhizobia ; siderophores;致谢本文是在刘建荣老师的指导下完成的,在实验过程中还得到了许多同学的帮助。
在此,谨向老师和同学们表示衷心的感谢!。